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3.如图表示从铝土矿(除Al2O3外还含有SiO2、Fe2O3杂质)中提纯Al2O3的一种工艺流程.

(1)写出工业上冶炼铝的化学方程式2Al2O3$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$4Al+3O2↑.若反应中有0.4mol电子转移,生成的气体产物在标准状况下的体积是2.24L.
(2)为了提高碱浸的浸出率,可以采取的措施有(答出两条即可)将矿石粉碎、搅拌、适当升高温度等.
(3)滤渣A的主要成分是(填化学式)Fe2O3,请写出它的一种工业用途炼铁或颜料等.
(4)操作Ⅲ发生反应的化学方程式是2Al(OH)3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Al2O3+3H2O.
(5)由滤液B的成分可看出,滤液A中的阴离子结合H+的先后顺序是OH->AlO2->SiO32-.

分析 向铝土矿中加入过量烧碱溶液,发生的反应为Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O、SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O,氧化铁不反应,所以滤渣A为Fe2O3,滤液A中成分为NaAlO2、Na2SiO3、NaOH,通入二氧化碳时,发生的反应为2NaAlO2+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+Na2CO3,所以沉淀B为Al(OH)3,滤液B中溶质为CO32-、SiO32-,灼烧沉淀B得到氧化铝,以此解答该题.

解答 解:向铝土矿中加入过量烧碱溶液,发生的反应为Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O、SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O,氧化铁不反应,所以滤渣A为Fe2O3,滤液A中成分为NaAlO2、Na2SiO3、NaOH,通入二氧化碳时,发生的反应为2NaAlO2+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+Na2CO3,所以沉淀B为Al(OH)3,滤液B中溶质为CO32-、SiO32-,灼烧沉淀B得到氧化铝,
(1)工业上用电解法冶炼铝,反应的化学方程式为2Al2O3$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$4Al+3O2↑,若反应中有0.4mol电子转移,则生成0.1mol氧气,体积为2.24 L,
故答案为:2Al2O3$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$4Al+3O2↑;2.24 L;
(2)为了提高碱浸的浸出率,可将矿石粉碎、搅拌、适当升高温度等,故答案为:将矿石粉碎、搅拌、适当升高温度等;
(3)由以上分子可知滤渣A的主要成分是Fe2O3,可用于炼铁或颜料等,故答案为:Fe2O3;炼铁或颜料等;
(4)灼烧沉淀B得到氧化铝,操作Ⅲ发生反应的化学方程式是2Al(OH)3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Al2O3+3H2O,
故答案为:2Al(OH)3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Al2O3+3H2O;
(5)由滤液B的成分可看出,滤液A中的阴离子结合H+的先后顺序是OH->AlO2->SiO32-,故答案为:OH->AlO2->SiO32-.

点评 本题考查混合物分离提纯,为高频考点,把握分离流程中发生的反应、混合物分离方法为解答的关键,侧重分析与实验能力的考查,注意元素化合物知识及实验技能的综合应用,题目难度不大.

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